机床与液压传动 2
1.什么是液压传动？液压传动有哪些优点？
2.液压系统主要由哪几部分组成？简述各部分的作用。
3.试据图简述液压泵的工作原理。
4.液压泵有哪些主要技术参数？画出液压泵的图形符号。
5.油箱的作用是什么?其容量应如何计算？
6.液压缸的作用是什么? 主要有那些类型？
7.液压缸输出的力和速度应如何计算？
8.画出单作用柱塞式和双作用活塞式液压缸的图形符号
9.方向控制阀的作用是什么？画出方向控制阀的图形符号。
10.何谓三位四通换向阀的滑阀机能（中位机能）？画出其中的四种并作简单的说明
机床与液压传动考题2参考答案（概要） 2010-5.
1.什么是液压传动？液压传动有哪些优点？
答：液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质，实现不同能量转换的过程。
液压传动是在密闭的回路中，利用液体作为工作介质进行能量转换、传递、分配的一种传动形式。液压传动要求：
（1）用具有一定压力的液体来传动
（2） 传动过程中必须经过两次能量转换
（3） 传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化。
液压传动的两个最重要的概念
（1）压力决定于外负载
（2）运动速度决定于流量
液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点：
(1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。
(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。
(3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。
(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。
(5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。
(6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。
(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
液压传动的缺点是：
(1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。
(2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。
(3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。
(4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。
(5)液压系统发生故障不易检查和排除。
总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。
2.液压系统主要由哪几部分组成？简述各部分的作用。
答：一个完整的、能够正常工作的液压系统，应该由以下五个主要部分来组成：
1.能源装置它是供给液压系统压力油，把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式是液压泵。
2.执行装置它是把液压能转换成机械能的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达，它们又称为液压系统的执行元件。
3.控制调节装置它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
4.辅助装置上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。
3.试据图简述液压泵的工作原理。
答：液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，下图所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀5进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀6流入系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。
4. 液压泵有哪些主要技术参数？画出液压泵的图形符号。
答：液压泵主要技术参数是：压力、排量和流量
压力:
工作压力p 额定压力pn
工作压力p≤额定压力pn
排量和流量:
排量 V:液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积,单位(m3/r)或 (mL/r)
理论流量qt:单位时间内理论上可排出的液体体积. 等于排量和转速的乘积
V:液压泵的排量（m3/r）；n:主轴转速（r/s）；qt:液压泵理论排量（m3/s）
实际流量q 额定流量qn
液压泵的图形符号
5.油箱的作用是什么?画出其图形符号
答：油箱的功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量(在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量)、释出混在油液中的气体、沉淀油液中污物等作用。
液压系统中的油箱有整体式和分离式两种。整体式油箱利用主机的内腔作为油箱，这种油箱结构紧凑，各处漏油易于回收，但增加了设计和制造的复杂性，维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。分离式油箱单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源振对主机工作精度的影响，因此得到了普遍的采用，特别在精密机械上。
6.液压缸的作用是什么?主要有那些类型？
答：液压缸的作用是将液压系统的压力能转换成直线往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可靠，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。
液压缸的种类很多，常用的液压缸有
1.活塞式液压缸 活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。
(1)双杆式活塞缸。活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
(2)单杆式活塞缸活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。
(3)差动油缸。单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为：“差动连接”，差动连接缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔(无杆腔)的有效面积大于右腔(有杆腔)的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液(流量为q′)也进入左腔，加大了流入左腔的流量(q+q′)，从而也加快了活塞移动的速度。
2.柱塞缸 它只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则必须成对使用。
7.液压缸输出的力和速度应如何计算？
答：双杆活塞缸：其两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等，当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力F和速度v为：F=A(p1-p2)=π (D2-d2) (p1-p2) /4 v=q/A=4q/π(D2-d2)
单杆式活塞缸： 其活塞只有一端带活塞杆，由于液压缸两腔的有效工作面积不等，因此它在两个方向上的输出推力和速度也不等，其值分别为：
8.画出单作用柱塞式和双作用活塞式液压缸的图形符号
单作用柱塞式 双作用活塞式
9.方向控制阀的作用是什么？画出单向控制阀的图形符号。
答：方向阀控制阀有单向阀和换向阀两种，主要用于控制液压系统液体的流向。换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。 10.何谓三位四通换向阀的滑阀机能（中位机能）？画出其中的四种并作简单的说明
答：三位四通换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，即三位四通阀处于中间位置各油口的连通方式，称中位机能。
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